三明治繞法

三明治繞法

三明治繞法就是兩層夾一層的繞法。由於被夾在中間的繞組不同,三明治又分為兩種繞法:初級夾次級,次級夾初級。

三明治繞法久負盛名,幾乎每個做電源的人都知道這種繞法,但真正對三明治繞法做過深入研究的人,應該不多。相信很多人都吃過三明治,就是兩層麵包中間夾一層奶油。

基本介紹

  • 中文名:三明治繞法
  • 分類:初級夾次級,次級夾初級
  • 套用:電源製造
  • 定義:兩層夾一層的繞法
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初級夾次級的繞法

一般的單輸出電源,變壓器分為3個繞組,初級繞組Np,次級繞組Ns,輔助電源繞組Nb;
先來看第一種,初級夾次級的繞法(也叫初級平均繞法)如上圖,順序為Np/2,Ns,Np/2,Nb,此種繞法有大量優點,由於增加了初次級的有效耦合面積,可以極大的減少變壓器的漏感,而減少漏感帶來的好處是顯而易見的:漏感引起的電壓尖峰會降低,這就使MOSFET電壓應力降低,同時,由MOSFET與散熱片引起的共模干擾電流也可以降低,從而改善EMI;由於在初級中間加入了一個次級繞組,所以減少了變壓器初級的層間分布電容,而層間電容的減少,就會使電路中的寄生振盪減少,同樣可以降低MOSFET與次級整流管的電壓電流應力,改善EMI。
三明治繞法——初級夾次級繞法三明治繞法——初級夾次級繞法

次級夾初級的繞法

第二種,次級夾初級的繞法(也叫次級平均繞法)
三明治繞法——次級夾初級繞法三明治繞法——次級夾初級繞法
如上圖,順序為Ns/2,Np,Ns/2,Nb。
當輸出是低壓大電流時,一般採用此種繞法,其優點有二:
1、可以有效降低銅損引起的溫升:由於輸出是低壓大電流,故銅損對導線的長度較為敏感,繞在內側的Ns/2可以有效較少繞線長度,從而降低此Ns/2繞組的銅損及發熱。外層的Ns/2雖說繞線相對較長,但是基本上是在變壓器的外層,散熱良好故溫度也不會太高。
2、可以減少初級耦合至變壓器磁芯高頻干擾。由於初級遠離磁芯,次級電壓低,故引起的高頻干擾小。
我們大家來進一步深入討論下這個三明治繞發對EMI的影響。首先,我們來看初級夾次級的繞法,我們知道,變壓器的初級由於電壓較高,所以繞組較多,一般要超過2層,有時甚至達到4-5層,這就給變壓器帶來一個分布參數---層間電容,形成原理相信大家都清楚,我就不多解釋了。當MOSFET關斷的時候,變壓器的漏感與MOSFET的結電容以及變壓器的層間電容會產生振動,幅度達到幾十甚至超過一百V,這對MOSFET與EMI來說都是不允許的,所以,我們增加RCD吸收來抑制這個振盪,達到保護MOSFET與改善EMI的目的。

優缺點

採用三明治繞法可以減小變壓器的漏感,這樣可以減小功率開關管的電壓應力,從而可以減小吸收電路,間接的提高了電源的效率。但是採用三明治繞法會增加初次級之間的耦合電容,在開關電源的工作過程中,繞組的分布電容反覆充放,不僅使電源效率降低,它還與繞組的分布電感構成LC振盪器會產生振鈴噪聲。

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